HT_30型高喷钻机新型液压系统设计_图文

1、HT -30型高喷钻机新型液压系统设计曾芸,陈家斌,胡军科(中南大学机电工程学院,湖南长沙410075摘要:介绍了与HT -30型高喷钻机配套的一种新型液压系统的工作原理以及设计思想,这种液压系统通过泵源的合理配置而提高了整个系统的工作效率,并提高了钻机的使用寿命和可靠性。关键词:高喷钻机;液压系统;P LC中图分类号:T V87111文献标识码:B 文章编号:1001-3881(200610-118-2A New Hydrauli c System D esi gn of HT -30H i gh -i n jecti on D r illi n g M ach i n eZE NG Yun

2、,CHEN J iabin,HU Junke(Central South University,Changsha Hunan 410075,China Abstract:The operating p rinci p le and design phil os ophy of a new hydraulic syste m matched HT -30high -injecti on drilling ma 2chine were intr oduced 1The hydraulic syste m i m p r oves overall syste m s work efficiency

3、and the drilling machine s useful life and relia 2bility 1Keywords:H igh -injecti on drilling machine;Hydraulic syste m;P LC0引言HT -30型高喷钻机是一种全液压动力头、步履式自行钻机。主要用于高喷加固及锚杆施工,也可用于工程地质的钻探勘察。在地基加固处理、深基坑侧壁挡土或挡水、基坑底部加固、坝基加固、江堤截渗与防水帷幕等工程中得到了广泛应用。但其原液压系统在使用过程出现了液压油油温过高的现象,并由此引起了密封件使用寿命缩短,进而影响了钻机的使用寿命和可靠性。高喷钻机新

4、型的液压系统正是为了解决这个制约钻机使用性能的问题而进行设计的。1喷钻机新型液压系统工作原理其液压系统图如图1所示,由PLC 来控制。图2即为PLC 流程图,它包括钻杆旋转、钻塔起落、卷扬提升、松卡、 钻杆升降和步履走行等回路。图1喷钻机新型液压系统工作原理图111钻杆旋转回路按下电机启动按钮S B2,则电机(11k W 带动油泵工作,此时若旋钮S A1在旋喷档,则操作旋喷正转按钮S B7,电磁换向阀的Y V1得电,钻杆正转;同理,按下S B8时,Y V2得电,钻杆反转。若旋钮S A1在摆喷档,则还需按下摆喷启动按钮S B9才能进行摆喷。S Q1和S Q2分别为控制摆喷角度的行程开关,应选防水

5、型产品或对其进行有效防护。钻杆的转速可通过调节泵的排量来改变,最低速度理论上可以达到零,但转速太低时会出现不平稳现象。此回路中的溢流阀的调定压力控制钻杆的最大输出扭矩,一般要求设定值比系统的最大工作压力高2MPa,即若实际工作中旋转马达的最高工作压力为16MPa,则溢流阀的调定压力应为18MPa,否则调定压力太低时,会使系统迅速升温,而调定太高时则起不到安全保护作用。112钻塔起落回路按下按钮S B10,则Y V3得电,液压油经电磁换向阀,单向节流阀和平衡阀进入起塔油缸的无杆腔,将钻塔顶起;按下S B11,则钻塔下落。因为钻塔下落时,油缸承受负性负载,加装平衡阀的目的是为了防止钻塔超速下落。在

6、油路中叠加节流阀的目的是调节起塔和落塔的速度,此处节流阀的型号既可进口节流也可出口节流,进口节流的平稳性较差,但调试简单;出口节流的平稳性好,但调试过程中容易导致油缸的有杆腔超压。在液压原理图中采用的是进口节流方式。特别需要说明的一个问题是钻塔在起升快要到位时,油缸会出现负性负载,此时起塔的速度会突然加快,但因已接近极限点,故不会影响安全。此时比较811机床与液压20061No 110图2P LC流程图好的操作方式是送开S B11,让其在重力作用下自行竖直。在原理图中,操纵钻塔起落的电磁换向阀中位机能为“Y”型,也可以采用中位机能为“O”型的阀。113卷扬提升回路按下S B13则Y V5得电,

7、卷扬马达正转,实现提升;按下S B14,则卷扬马达反转,实现下降。因卷扬马达为单向工作,故只需在工作边叠加单向节流阀以调节转速。114松卡回路将S A2旋至松卡位置,则在给进小油泵(112mL/r不工作和钻杆不旋转(含旋喷和摆喷两种状态时,钻卡松开,这种电气联锁避免工作状态下的意外松卡,以保证设备和人身安全。在松卡状态下,第2个油泵(11mL/r的油全部从溢流阀溢流,这会导致油温的迅速升高。所以决不能长期工作在松卡状态。115钻杆升降回路钻杆给进需要快速和慢速两种状态,并且慢速工作状态的时间长,为此专门在回路中增设一个小油泵(112mL/r,以满足这种工作状态的要求。慢速工作状态的速度调节由调

8、速阀实施,尽管也是节流调速但因泵的输出流量小(仅117L/m in,故对系统的温升影响不大。在快速工作状态叠加了双向节流阀,以调节快速工作时的速度。若动力头在非工作状态下下滑,应检查液控单向阀和另外两个单向阀的密封面状态。另外,升降油缸是否内漏也是应该注意的原因。116步履油缸回路第二个油泵(11mL/r除向起塔、卷扬提升、松卡和钻杆升降提供油源外,还向步履缸供油。因为步履动作时不能进行其它操作,故通过Y V9的电磁阀进行选择操作,其失电时可操纵步履油缸,得电时则不能。油泵2的溢流阀的调定压力是系统的最大工作压力。2结论该液压系统采用合理的多泵源结构,大大减少了系统的节流损失,从而使系统效率提高,并大大降低了液压油的温升。从而达到了提高高喷钻机的使用寿命和稳定性的目的。参考文献【1】张金昌,宋志彬,杨大根,等.江河堤坝垂直防渗高压喷射灌浆技术J.探矿工程,2000(5:29-32.【2】刘建涛,何俊照.高喷技术在长江垂直防渗墙